Saldatura a rifusione

La saldatura a rifusione (in inglese: Reflow Soldering) è il metodo di saldatura standard per il montaggio SMD. La pasta saldante viene applicata sul circuito stampato, i componenti vengono posizionati sopra e poi il tutto viene riscaldato in modo controllato in un forno di rifusione fino a quando la pasta si fonde e crea un giunto di saldatura permanente.

Il processo è rapido, preciso e riproducibile – ideale per la produzione in serie automatizzata. Tutti i componenti SMD di un circuito stampato vengono saldati contemporaneamente in un unico passaggio nel forno.

La chiave per una saldatura a rifusione di successo è il profilo di temperatura. Definisce come la temperatura evolve nel tempo e si compone di quattro fasi:

1. Zona di preriscaldamento (Preheat) – 25 °C → 150 °C

• Riscaldamento lento di 1–3 °C al secondo
• Evaporazione dei solventi dalla pasta saldante
• Previene lo shock termico sui componenti sensibili

2. Zona di equilibrio (Soak) – 150 °C → 200 °C

• 60–120 secondi a livello costante
• Tutte le aree della scheda raggiungono una temperatura uniforme
• Il flussante si attiva e pulisce le superfici metalliche

3. Zona di rifusione (Peak) – 200 °C → 245 °C (senza piombo)

• La pasta saldante si fonde e bagna i pad e i terminali dei componenti
• Tempo sopra il liquidus (TAL): 40–90 secondi
• Temperatura di picco: 235–245 °C (senza piombo) o 210–225 °C (con piombo)

4. Zona di raffreddamento (Cooling) – 245 °C → 25 °C

• Raffreddamento controllato a max. 4 °C al secondo
• La saldatura si solidifica e forma una struttura cristallina
• Un raffreddamento troppo rapido può causare fessure

Nella moderna produzione elettronica esistono due leghe per saldatura:

Proprietà	Con piombo (SnPb)	Senza piombo (SAC305)
Lega	Sn63/Pb37	Sn96,5/Ag3,0/Cu0,5
Punto di fusione	183 °C	217–220 °C
Temperatura di picco	210–225 °C	235–245 °C
Bagnatura	Molto buona	Buona
Tasso di difetti	Più basso	Più alto (Tombstoning, Voids)
Regolamentazione	Limitato da RoHS	Conforme RoHS
Utilizzo	Militare, medicale (eccezioni)	Standard (obbligo CE)

In Europa la direttiva RoHS è in vigore dal 2006 – la saldatura senza piombo è lo standard. Esistono eccezioni per la tecnologia medica, militare e determinate applicazioni ad alta affidabilità.

• Tombstoning: I piccoli componenti passivi si sollevano verticalmente → Causa: layout asimmetrico o pasta saldante non uniforme
• Ponti di saldatura: Cortocircuiti tra pad adiacenti → Causa: troppa pasta saldante o distanza insufficiente tra i pad
• Saldature fredde: Superficie opaca e granulosa → Causa: temperatura di picco troppo bassa o TAL troppo breve
• Voids (cavità): Vuoti nel giunto di saldatura → Causa: degassamento, velocità di riscaldamento troppo rapida
• Deformazione (Warpage): La scheda o il package BGA si deforma → Causa: riscaldamento non uniforme
• Head-in-Pillow: La sfera BGA non si fonde con la pasta saldante → Causa: deformazione + superfici ossidate

Grazie a un profilo di rifusione ottimizzato, una manutenzione regolare del forno e un controllo SPI preciso, questi difetti possono essere evitati in modo affidabile.

I fornitori EMS moderni utilizzano forni di rifusione con atmosfera di azoto. Questo previene l'ossidazione e migliora la bagnatura – particolarmente importante per la saldatura senza piombo.

• Profili individuali: Ogni prodotto riceve un profilo di temperatura su misura
• Registrazione del profilo: La documentazione completa di ogni passaggio nel forno garantisce la tracciabilità
• SPI prima del forno: L'ispezione 3D della pasta saldante garantisce che solo le schede correttamente trattate entrino nel forno
• AOI dopo il forno: Ogni giunto di saldatura viene ispezionato automaticamente otticamente

Nella scelta del vostro partner di produzione, assicuratevi che queste misure di qualità siano implementate come standard.